| |
 |
|
| 无线电波透视仪的影响因素以及排除方法 |
|
晋中办事处 胡腾
2014年3月开始执行的《煤矿地质工作规定》中着重强调，关于查找煤矿隐蔽致灾因素是保证煤矿安全生产的一个很重要的过程，而在煤矿隐蔽致灾因素中工作面的隐伏构造(断层以及陷落柱等)也是其中之一，无线电波透视技术作为煤矿井下回采面内隐伏地质异常的可靠物探方法之一，已得到广泛的推广和应用。但在实际工作中，坑透仪测量时，干扰因素比较多，金属支架、接地铁轨、风管、水管，特别是电缆及其他金属导体以及动力设备都可能对其造成干扰，影响坑透效果。因此，需要采取必要的抗干扰措施来提高探测精度。
一、坑透过程中的主要干扰因素
1、煤层的各向异性与煤层的不均一性干扰
煤层属于层状的沉积岩层，同一煤层由于其构造和煤岩组分的不同，往往可以分成若干不一的分层，其电性具有明显的差异，这就使得煤层在垂直层面方向和顺层延伸方向存在着各向异性。垂直层面的电阻率往往为顺层方向电阻率的2~3倍，因此，对于较厚煤层和含有夹矸的复杂煤层而言，测量结果就有很大差异。
其不均一性是由于煤的变质程度、厚度、结构、含水性、裂隙、夹矸以及顶底板的变化等所引起的，一旦超过一定限度，就成为干扰。
2、地质体的二次干扰
电磁波从发射天线辐射到接收天线，其传播路径可能有以下几种：a直达波;b地质体的反射波或散射波;c巷道的反射;d沿巷道的各种漫反射。实际情况以某一波形为主，但是有时是直达波与其他路径的电磁波的叠加形成干扰。
3、人工导体的干扰
在巷道中，电缆、水管、风管、铁轨等导体和电动机、刮板输送机等动力设备的存在，可以使电磁波沿导体传播并作为二次辐射源辐射出电磁波。这样，不仅对坑透测量造成干扰，而且消耗了穿透煤层的电磁波能量，严重影响了透视法的地质效果。
二、干扰因素的排除
从上述分析可以看出，坑透工作中的干扰因素较多，且比较复杂，但实践和实验表明，这些干扰因素是有一定规律的，采取相应措施是可以消除或减小的。
1、地质因素干扰的分析与排除
坑透资料的解释，是设定在一种理想的状态下，在无限均匀，各项同性的介质中，实测场强等于理论场强，η=1。由于煤层的不均一性及测量误差，即使在认为正常的煤层中，η只是接近于1;而遇到异常，η值将远离1，因此可以根据η值的大小，无线电波透视综合曲线形态，结合地质条件，来分析异常的性质，作出相对的推断解释。一般来说，场强的异常现象有以下三种：
1) 阴影异常。实测场强曲线的异常部分低于理论场强曲线见图1，这是由于煤层的吸收系数小于构造体，所以异常的特征是阴影，场强值因异常的屏蔽而小于正常场强。
2) 透明异常。实测场强曲线的异常部分高于理论场强曲线(见图2)，形成这种异常现象的原因有二：一是煤层的吸收系数大于异常体，只能是有规律的火成岩侵入体;二是透视范围内有规律的干扰场大于正常场强。
3)干扰条纹，实测场强曲线相对于理论场强曲线，出现有规律的振荡现象，呈类似正弦波曲线的形式。但曲线比较尖、陡。这主要是由于层面反射直达波干扰引起的。
一般情况下，坑透异常区陷落柱衰减系数在-5dB以下，断层衰减系数在-15dB以下，而对于煤层的各向异性和不均一性以及地质体的二次干扰均在2dB上下波动，影响不是太大。但是不同的地区，不同的煤种其影响是不同的。这就需要研究其介质电性参数，进行非均匀介质的模拟实验，根据煤层对电磁波的吸收系数的不同，选取适当的参数，便可确定是地质异常区，还是因为工作的差错或地质因素干扰造成的曲线变化。
2、人工导体干扰的排除
人工导体为主要的干扰因素，它直接影响坑透的效果和资料的准确性，因此，必须尽可能减少其干扰。
a，实践证明，动力设备的干扰也相当严重。因此，拆除人工导体，将电缆、水管断开停电、停水，电缆在接线盒处断开，并向巷道二个方向拉开30 m～40 m，便能减小干扰。而巷道中存在电缆及其它金属导线是造成坑道无线电波透视诸种干扰最为严重的因素，特别是当接收、发射巷道有电缆相互沟通时，将使坑道透视无法进行。
b，远离金属导体：一般沿金属导体的二次辐射场在导体周围衰减梯度大，因此，在接收过程中，要远离金属导体0.5 m～1 m左右，即可排除影响。
c，测量中合理安排测点，注意接收天线环的位置：尽量避开巷道中已揭露的断层及陷落柱，天线环要与巷道垂直，这样所测的结果才可能客观的反映实际情况。
三、建议
1、由于坑透的准确率与干扰因素有着密切的关系，建议在进行坑透前，进行抗干扰因素的排除，为坑透工作的顺利开展创造良好的条件。
2、建议进行坑透作业时，最好在切眼贯通后，设备全部撤出的间隙进行，此时干扰因素较少，坑透效果将会更好。
|
|
